CN207164956U - 一种人体跌倒检测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人体跌倒检测报警装置，包括微处理器，以及与微处理器相接的GPS定位模块、WIFI定位模块、蓝牙定位模块、惯性导航定位模块、信号调理电路、通信模块、报警电路、参数输入模块和紧急呼救电路，信号调理电路的输入端接有三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和高度传感器，通信模块接有客户端。本实用新型中，高度传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪配合使用，提高判断使用者身体姿态的准确性，GPS定位模块、WIFI定位模块、蓝牙定位模块和惯性导航定位模块组合使用，根据不同的环境选择不同的定位方式，提高了定位精度，并具有长时间未活动报警功能、超出安全区域报警功能和语音提示按时吃药功能。

Description

一种人体跌倒检测报警装置

技术领域

本实用新型属于检测报警技术领域，具体涉及一种人体跌倒检测报警装置。

背景技术

现有的人体跌倒检测装置可分为以下三类：基于视频的人体跌倒检测装置、基于声学的人体跌倒检测装置和基于穿戴式传感器的人体跌倒检测装置。其中，基于视频的人体跌倒检测装置是在一定的区域内安装摄像头，拍摄人体活动的画面，在通过图像处理方法检测是否有跌倒发生，存在着检测不全面、布设成本高的缺陷和不足。基于声学的人体跌倒检测装置通过分析跌倒时的音频信号来检测是否有跌倒发生，存在着容易发生错检的缺陷和不足。而基于穿戴式传感器的人体跌倒检测装置是通过穿戴相应的检测设备对人体的活动状态进行检测，并对应判断是否有跌倒发生，存在着穿戴不便的缺陷和不足。同时因为现有技术中均采用一种传感器进行跌倒检测，无法很准确地判断人体是否摔倒，更无法对人睡觉、上楼梯或真实跌倒做出很准确的判断。

现有技术中的跌倒报警装置大多无语音提示功能，一旦使用者发生了跌倒无法对外呼救，在监护人或者救护车赶来之前这段时间内，还是无法得到迅速的救助，仍然处于危险当中；现有技术中的跌倒报警装置中没有未活动报警，一旦使用者连续长时间处于未活动状态，意味着身体可能发生了突发状况，此时需要报警器及时报警；现有技术中的跌倒报警装置中没有电子围栏，一旦使用者超出安全区域状态，此时需要报警器及时报警；另外多数使用者需要按时服用一些药品来维系身体的健康，现有的跌倒报警产品没有吃药提醒功能；现有的大多数跌倒检测产品无定位功能，即使有定位功能，也仅仅是采用了GPS定位模块来定位，由于其单独采用GPS信号，所以对于在城市或社区内其信号很差，无法很准确地判断其跌倒人体的位置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种人体跌倒检测报警装置，其结构简单、设计合理，高度传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪配合使用，形成优势互补，能更好地跟踪并捕捉使用者三维空间上的完整运动，提高判断使用者的身体姿态的准确性，GPS定位模块、WIFI定位模块、蓝牙定位模块和惯性导航定位模块组合使用，可根据不同的环境选择不同的定位方式，有效提高了定位精度，同时具有长时间未活动报警功能、超出安全区域报警功能和语音提示按时吃药功能，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种人体跌倒检测报警装置，其特征在于：包括微处理器、以及与微处理器相接的供电模块、用于对使用者进行定位的定位单元和用于检测使用者身体姿态的跌倒检测单元，所述定位单元包括GPS定位模块、WIFI定位模块、蓝牙定位模块和惯性导航定位模块，所述跌倒检测单元包括用于对信号进行放大、滤波和A/D转换的信号调理电路以及与所述信号调理电路输入端相接的三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和高度传感器，所述信号调理电路输出端与微处理器相接，所述微处理器的输出端接有通信模块、报警电路、参数输入模块和紧急呼救电路，所述通信模块接有客户端。

上述的一种人体跌倒检测报警装置，其特征在于：所述微处理器的输入端还接有计时器，所述微处理器的输出端还接有语音提示电路。

上述的一种人体跌倒检测报警装置，其特征在于：所述紧急呼救电路接有手动开关。

上述的一种人体跌倒检测报警装置，其特征在于：所述通信模块为GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、3G模块、4G模块或Zigbee模块中的一种或几种。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单、设计合理，实现及使用操作方便。

2、本实用新型通过三轴加速度传感器可准确地描述使用者的线性运动，通过三轴陀螺仪可准确地描述使用者的旋转运动，通过高度传感器可准确地描述使用者的垂直方向上的运动，高度传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪配合使用，形成优势互补，能更好地跟踪并捕捉使用者三维空间上的完整运动，可以更加准确的检测出使用者的身体姿态，从而判断出使用者是否跌倒或长时间处于未活动状态。

3、本实用新型将GPS定位模块、WIFI定位模块、蓝牙定位模块和惯性导航定位模块组合使用，如果当前环境有GPS信号，由GPS定位模块获取位置信息并发送给微控制器；如果当前环境没有GPS信号，由WIFI定位模块和蓝牙定位模块获取位置信息并发送给微控制器；如果当前环境既没有GPS信号，也没有WIFI信号和蓝牙信号，由惯性导航定位模块获取位置信息并发送给微控制器，可根据不同的环境选择不同的定位方式，有效提高了定位精度，使用效果好。

4、本实用新型设置有长时间未活动报警功能，微控制器根据对比接收到的身体姿态数据与未活动姿态数据阈值，判断使用者是否长时间处于未活动状态，当使用者长时间处于未活动状态，微控制器同时发送控制信号给报警电路、发送控制信号给紧急呼救电路，发送位置信息和报警信息给通信模块，报警电路启动报警，提醒周围人前来查看，避免由于使用者身体可能发生突发状况导致长时间处于未活动状态，造成人身安全损失。紧急呼救电路能够及时将呼救信息发送给使用者的监护人持有的客户端或救援机构，使得使用者能够及时得到帮助，操作简单，使用方便。通信模块将位置信息和报警信息发送给使用者的监护人持有的客户端，提醒使用者的监护人及时采取前来查看，并救援相应的措施。

5、本实用新型设置有超出安全区域报警功能，当使用者离开安全区域，微控制器同时发送控制信号给报警电路、发送控制信号给紧急呼救电路，发送位置信息和报警信息给通信模块，报警电路启动报警，提醒使用者已经离开安全区域，紧急呼救电路及时将呼救信息发送给使用者的监护人持有的客户端或救援机构，使得使用者能够及时得到帮助回到安全区域，通信模块将位置信息和报警信息发送给使用者的监护人持有的客户端，提醒使用者的监护人及时采取措施使使用者回到安全区域，提高安全性。

6、本实用新型设置有语音提示电路，通过参数输入模块输入使用者的预设吃药时间，计时器计时，当计时达到预设吃药时间时，微处理器发出控制信号给语音提示电路，语音提示电路发出语音信息，提示使用者准备吃药，适用于老年人和记忆力不好的人。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，高度传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪配合使用，形成优势互补，能更好地跟踪并捕捉使用者三维空间上的完整运动，提高判断使用者的身体姿态的准确性，GPS定位模块、WIFI定位模块、蓝牙定位模块和惯性导航定位模块组合使用，可根据不同的环境选择不同的定位方式，有效提高了定位精度，同时具有长时间未活动报警功能、超出安全区域报警功能和语音提示按时吃药功能，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—微处理器； 2—信号调理电路； 3—三轴加速度传感器；

4—三轴陀螺仪； 5—高度传感器； 6—GPS定位模块；

7—WIFI定位模块； 8—蓝牙定位模块； 9—惯性导航定位模块；

10—通信模块； 11—客户端； 12—报警电路；

13—参数输入模块； 14—语音提示电路； 15—紧急呼救电路；

16—手动开关； 17—供电模块； 18—计时器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括微处理器1、以及与微处理器1相接的供电模块17、用于对使用者进行定位的定位单元和用于检测使用者身体姿态的跌倒检测单元，所述定位单元包括GPS定位模块6、WIFI定位模块7、蓝牙定位模块8和惯性导航定位模块9，所述跌倒检测单元包括用于对信号进行放大、滤波和A/D转换的信号调理电路2以及与所述信号调理电路2输入端相接的三轴加速度传感器3、三轴陀螺仪4和高度传感器5，所述信号调理电路2输出端与微处理器1相接，所述微处理器1的输出端接有通信模块10、报警电路12、参数输入模块13和紧急呼救电路15，所述通信模块10接有客户端11。

设置三轴加速度传感器3的目的在于：检测使用者的行走加速度并将行走加速度传输给微控制器1，通过三轴加速度传感器3可准确地描述使用者的线性运动。

设置三轴陀螺仪4的目的在于：测量使用者三维方向上的角速度并将角速度传输给微控制器1，通过三轴陀螺仪4可准确地描述使用者的旋转运动。

设置高度传感器5的目的在于：测量使用者的高度变化并将高度信息传输给微控制器1，通过高度传感器5可准确地描述使用者的垂直方向上的运动。

三轴加速度传感器3和三轴陀螺仪4配合使用形成优势互补，能更好地跟踪并捕捉使用者三维空间上的完整运动。高度传感器5、三轴加速度传感器3和三轴陀螺仪4配合使用，可以更加准确的检测出使用者的身体姿态，从而判断出使用者是否跌倒或长时间处于未活动状态。

设置GPS定位模块6、WIFI定位模块7、蓝牙定位模块8和惯性导航定位模块9组合使用的目的在于：可根据不同的环境选择不同的定位方式，有效提高了定位精度，使用效果好。如果当前环境有GPS信号，由GPS定位模块6获取位置信息并发送给微控制器1；如果当前环境没有GPS信号，由WIFI定位模块7和蓝牙定位模块8获取位置信息并发送给微控制器1；如果当前环境既没有GPS信号，也没有WIFI信号和蓝牙信号，由惯性导航定位模块9获取位置信息并发送给微控制器1，适用于不同的环境。

设置报警电路12的目的在于：当使用者跌倒或离开安全区域，报警电路12启动报警，提醒周围人前来查看，避免使用者在人迹稀少的地方跌倒过久，造成人身和财产安全损失。

设置紧急呼救电路15的目的在于：当使用者跌倒或离开安全区域，紧急呼救电路15能够及时将呼救信息发送给使用者的监护人持有的客户端11或救援机构，使得使用者能够及时得到帮助，操作简单，使用方便。

设置通信模块10的目的在于：当使用者跌倒或离开安全区域，通信模块10将位置信息和报警信息发送给使用者的监护人持有的客户端11，提醒使用者的监护人及时采取救援措施或帮助使用者返回安全区域，提高安全性。

如图1所示，本实施例中，所述微处理器1的输入端还接有计时器18，所述微处理器1的输出端还接有语音提示电路14。实际使用时，通过参数输入模块13可输入使用者的预设吃药时间，计时器18计时，当计时达到预设吃药时间时，微处理器1发出控制信号给语音提示电路14，语音提示电路14发出语音信息，提示使用者准备吃药，适用于老年人和记忆力不好的人。

如图1所示，本实施例中，所述紧急呼救电路15接有手动开关16。实际使用时，当使用者在没有跌倒也没有离开安全区域，但需要帮助的时候，可通过手动开关16接通紧急呼救电路15，紧急呼救电路15能够及时将呼救信息发送给使用者的监护人持有的客户端11或救援机构，使得使用者能够及时得到帮助，操作简单，使用方便。

本实施例中，所述通信模块10为GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、3G模块、4G模块或Zigbee模块中的一种或几种。实际使用时，根据不同的客户端11类型，选择不同的通信模块10。

具体实施时，通过参数输入模块13输入判断使用者是否跌倒的跌倒姿态数据阈值、使用者长时间未活动的未活动姿态阈值和使用者是否离开安全区域的位置阈值。

通过三轴加速度传感器3检测使用者的行走加速度并将行走加速度传输给微控制器1，通过三轴加速度传感器3可准确地描述使用者的线性运动。通过三轴陀螺仪4测量使用者三维方向上的角速度并将角速度传输给微控制器1，通过三轴陀螺仪4可准确地描述使用者的旋转运动。三轴加速度传感器3和三轴陀螺仪4配合使用形成优势互补，能更好地跟踪并捕捉使用者三维空间上的完整运动。通过高度传感器5测量使用者的高度变化并将高度信息传输给微控制器1，通过高度传感器5可准确地描述使用者的垂直方向上的运动。高度传感器5、三轴加速度传感器3和三轴陀螺仪4配合使用，可以更加准确的检测出使用者的身体姿态，从而判断出使用者是否跌倒或长时间处于未活动状态。

GPS定位模块6、WIFI定位模块7、蓝牙定位模块8和惯性导航定位模块9的组合使用，如果当前环境有GPS信号，由GPS定位模块6获取位置信息并发送给微控制器1；如果当前环境没有GPS信号，由WIFI定位模块7和蓝牙定位模块8获取位置信息并发送给微控制器1；如果当前环境既没有GPS信号，也没有WIFI信号和蓝牙信号，由惯性导航定位模块9获取位置信息并发送给微控制器1。可根据不同的环境选择不同的定位方式，有效提高了定位精度，使用效果好。

微控制器1将接收到的身体姿态数据与跌倒姿态数据阈值进行对比分析，判断使用者是否跌倒。如果使用者跌倒，微控制器1同时发送控制信号给报警电路12、发送控制信号给紧急呼救电路15，发送位置信息和报警信息给通信模块10。报警电路12启动报警，提醒周围人前来查看，避免使用者在人迹稀少的地方跌倒过久，造成人身和财产安全损失。紧急呼救电路15能够及时将呼救信息发送给使用者的监护人持有的客户端11或救援机构，使得使用者能够及时得到帮助，操作简单，使用方便。通信模块10将位置信息和报警信息发送给使用者的监护人持有的客户端11，提醒使用者的监护人及时采取救援措施，提高安全性。

微控制器1将接收到的身体姿态数据与未活动姿态数据阈值进行对比分析，判断使用者是否长时间处于未活动状态。如果使用者长时间处于未活动状态，微控制器1同时发送控制信号给报警电路12、发送控制信号给紧急呼救电路15，发送位置信息和报警信息给通信模块10。报警电路12启动报警，提醒周围人前来查看，避免由于使用者身体可能发生突发状况导致长时间处于未活动状态，造成人身安全损失。紧急呼救电路15能够及时将呼救信息发送给使用者的监护人持有的客户端11或救援机构，使得使用者能够及时得到帮助，操作简单，使用方便。通信模块10将位置信息和报警信息发送给使用者的监护人持有的客户端11，提醒使用者的监护人及时采取前来查看，并救援相应的措施。

微控制器1将接收到的位置信息与位置阈值进行对比分析，判断使用者是否离开安全区域。如果使用者离开安全区域，微控制器1同时发送控制信号给报警电路12、发送控制信号给紧急呼救电路15，发送位置信息和报警信息给通信模块10。报警电路12启动报警，提醒使用者已经离开安全区域。紧急呼救电路15及时将呼救信息发送给使用者的监护人持有的客户端11或救援机构，使得使用者能够及时得到帮助回到安全区域。通信模块10将位置信息和报警信息发送给使用者的监护人持有的客户端11，提醒使用者的监护人及时采取措施使使用者回到安全区域，提高安全性。

以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种人体跌倒检测报警装置，其特征在于：包括微处理器(1)、以及与微处理器(1)相接的供电模块(17)、用于对使用者进行定位的定位单元和用于检测使用者身体姿态的跌倒检测单元，所述定位单元包括GPS定位模块(6)、WIFI定位模块(7)、蓝牙定位模块(8)和惯性导航定位模块(9)，所述跌倒检测单元包括用于对信号进行放大、滤波和A/D转换的信号调理电路(2)以及与所述信号调理电路(2)输入端相接的三轴加速度传感器(3)、三轴陀螺仪(4)和高度传感器(5)，所述信号调理电路(2)输出端与微处理器(1)相接，所述微处理器(1)的输出端接有通信模块(10)、报警电路(12)、参数输入模块(13)和紧急呼救电路(15)，所述通信模块(10)接有客户端(11)。

2.按照权利要求1所述的一种人体跌倒检测报警装置，其特征在于：所述微处理器(1)的输入端还接有计时器(18)，所述微处理器(1)的输出端还接有语音提示电路(14)。

3.按照权利要求1所述的一种人体跌倒检测报警装置，其特征在于：所述紧急呼救电路(15)接有手动开关(16)。

4.按照权利要求1所述的一种人体跌倒检测报警装置，其特征在于：所述通信模块(10)为GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、3G模块、4G模块或Zigbee模块中的一种或几种。